基于黏聚力单元的煤岩复合体水力压裂裂纹扩展规律研究
张照伟
中煤天津地下工程智能研究院有限公司,天津 300121
摘要：为分析煤岩复合体中水力裂缝扩展路径及演化规律,从应力场、煤岩交界面强度以及煤层层理倾角出发,基于黏聚力单元法建立了煤岩复合体水力压裂模型,分析了不同工况下煤岩复合体水力裂缝扩展规律.研究结果表明:煤岩复合体水压裂缝在上覆岩层中起裂后,随着垂向与水平应力差的逐渐增大,水力压裂裂缝受应力场的控制作用越来越显著;煤岩交界面强度较小时,水力裂缝在交界面中难以形成水压聚集达到煤层的开裂条件,煤岩交界面强度较大时能够在煤岩交界面中扩展一定距离并完成憋压,当压力达到煤层开裂条件时水压裂缝穿越煤岩交界面并诱导煤层起裂扩展;在煤层层理倾角 30°条件下水力裂缝沿主应力方向形成主裂缝并沿层理方向形成次生分支裂缝;在不同地质条件下,应力场、煤岩交界面和煤体层理对水力裂纹的控制作用不同,可结合三者对水力裂纹的控制作用使其形成复杂的裂纹网络结构.
关键词：煤岩复合体水力压裂交界面强度黏聚力单元裂纹扩展
分类号：TD713(矿山安全与劳动保护)
资助基金：国家自然科学基金(51874125)
论文发表日期：2024-01-20
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 57-64 )
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